汽车理论期末考试试卷及答案)

解：稳定性因数
K
=
m L2
(a k2
−
b) k1
=
1300 2.52
(
−
1.2 60000
−
1.3 ) − 55000
=
7.56e − 4
>
0
因此，为不足转向。 侧向加速度
ay
=
u2 R
= 222 100
= 4.84 m/s2
前轮转角
δ
=
L R
+
LKa y
=
2.5 100
+
2.5 × 7.56e − 4 × 4.84
1250 × 0.302
1250 × 0.32
3 档时加速阻力功率 Pj
=
δ 3mua 3600
a
= 1.077 ×1250 ×100 × 0.5 = 18.70 3600
kW
所以，3 档时阻力功率 P = Pf + Pw + Pi + Pj = 4.42 + 7.19 + 17.01 + 18.7 = 47.32 kW 2 档时，质量换算系数
得 2 分。
四、（13 分）汽车以 22m/s 的速度在半径为 100 米的圆圈上匀速行驶，按二自由度 模型考虑说明该汽车的稳态转向特性，并计算维持汽车在轨道上行驶所必须的前 轮转角和后轮的侧偏角。已知：汽车的总质量 m=1300kg，质心距前轮中心距离 a=1.2m,距后轮中心 b=1.3m,前轴总侧偏刚度 k1=-55000N/rad,后轴总侧偏刚度 k2=-60000N/rad。
f＝1～10 时， Gz ( f ) = (2πf )2 ×1/ f 2 × 25.24 ×10−6 = 9.95 ×10−4 均方根值
∫ ∫ ∫ σ z
=
⎡ ⎢⎣
10
G 0.1 z
(
f
)df
⎤1/ ⎥⎦
2
= ⎢⎣⎡9.95 ×10−4 × (
1
f
0.1
2 df
+
10
1df
1
)⎥⎦⎤1/
2
答：错。 u = f λ = 10×1.5 = 15m / s = 54km / h
10、汽车因数 T.B 是汽车峰值反应时间和质心侧偏角的乘积。是汽车稳态转向 特性的重要评价指标。
答：错。是瞬态特性评价指标。
注：评分标准：判断错误得 0 分；只答对对错得 1 分，说清楚理由再得 2 分。
二、回答下列问题（30 分）：
=
Fy2 k2
=
3020 − 60000
= −0.05rad
= −2.89D
本题评分标准： 正确计算稳定性因数，给 5 分，计算错误扣 2 分。 正确计算前轮转角，给 4 分，计算错误扣 1 分。 正确计算后轮侧偏角，给 4 分，计算错误扣 1 分。 五、（15 分）设车身单质量系统的幅频|z/q|用双对数坐标表示时如下图所示，路
=
9.29 ×10−3 = 0.096(m / s 2 )
本题评分标准 过程正确，结果正确，得满分 15 分。写出式（1）得 2 分，写出式（2）得 2 分，
写出均方根值公式得 3 分。 思路正确，公式正确，结果不正确，得 12 分。
总质量 m = 1100 + 150 = 1250kg
滚动阻力功率 Pf
= G cosαfua = 1250 × 9.8 × cos 0.05 × 0.013×100 = 4.42
3600
3600
kW
空气阻力功率 Pw
=
C
D
Au
3 a
76140
=
0.32 ×1.71×1003 76140
= 7.19
kW
坡度阻力功率 Pi
= G sin αua 3600
= 1250 × 9.8 × sin 0.05 ×100 = 17.01 3600
kW
3 档时，质量换算系数
∑ δ3 = 1 +
IW mr 2
+
I
f
i
2 g
i02η
T
mr 2
= 1 + 1.25 × 4 + 0.25 × 4.082 ×1.02 × 0.9 = 1 + 0.044 + 0.033 = 1.077
汽车理论期末考试题目（2006）（B 卷）答案
一、判断题（30 分）：在叙述对的序号前面打√；错的在序号前面打×，并在答 题纸上简要说明理由。
1、甲车行驶 100 公里耗油 7 升，乙车行驶 100 公里耗油 7.2 升，所以说甲车 的燃油经济性优于乙车。 答:错。需要等速百公里油耗。题中没有说等速。主要是工况没有讲清楚，是城 市 100 公里还是郊区 100 公里，而且汽车如果是卡车还应该说明载荷的情况。
1、(10 分)利用功率平衡图分别分析汽车总质量 M、空气阻力系数 CD、传动效率 η和主传动比 i0 对最高车速影响的规律。
解：画出功率平衡图。
总质量增加，空气阻力系数增加，传动效率增加都导致阻力功率增加，最高 车速下降。表现为阻力曲线的移动。
主传动比增加，导致最高档驱动功率曲线移动，对最高车速的影响未定，参 见书 P60 页图（上图）。最高车速有可能增加也有可能减少，因为最高车速的最 大值是最大功率与阻力曲线的交点图中曲线 2
=
0.0341rad
= 1.96D
作用在汽车质心上的离心力 Fy = may = 1300 × 4.84 = 6292 N
列出方程
⎩⎨⎧FFyy2
= Fy2 ⋅b =
+ Fy1 Fy1 ⋅ a
解得， Fy2
=
a a+b
Fy
= 1.2 × 6292 = 3020 1.2 + 1.3
N
后轮侧偏角α 2
答:对 5、制动法规要求，在附着系数为 0.2-0.8 的路面上制动时前轮要先于后轮抱 死，因此将同步附着系数提高到 0.85 以上就可以保证汽车的制动系合乎法规 的要求。
答：错。还要考虑 β 曲线和 I 曲线之间的距离，要考虑制动效率的问题。
6、设车身—车轮二自由度汽车模型，它行驶在波长λ=10m 的水泥接缝路上， 在车速 ua= 72km/h 时引起车身部分共振，那么其车身部分的固有频率 f0=2Hz。
3、（10 分）某轿车的制动系是 x 型布置，并且在后轮的轮缸中安装有比例阀。 假设在直线制动时，当路面附着系数为 0.7 时，汽车刚刚好能保证前轮先于后轮 抱死。如果该车在 0.7 的路面上转弯行驶并且进行制动，是否也能保证前轮先于 后轮抱死？试分析之（要求有必要的假设与计算公式）。
答：由题意知，0.7 为该车同步附着系数。转弯行驶时，由于有前后和内外载荷 转移，外前轮载荷最大，内后轮载荷最小，对于 x 型布置车辆，不能保证外前轮 先于内后轮抱死，而内前轮先于外后轮抱死是能够保证的。要求分成两部分来分 析；同时要指明加速度的变化对载荷转移量的影响，以及对抱死时间差别的影响 公式：
答:对 7、增加轿车后轮的侧偏刚度，有利于操纵稳定性。
答:对 8、汽车的前后总侧偏角应当包括：弹性侧偏角（要考虑到垂直载荷和外倾角 等因素的变化），侧倾转向角，变形转向角。
答:对 9、汽车车轮部分的固有频率 ft= 10Hz，由于车轮部分共振时，车轮对路面作 用的动载荷所形成的搓板路的波长 λ=1.5m 则该沙石路上常用的车速是 27Km/h。
kW
所以，2 档时阻力功率 P = Pf + Pw + Pi + Pj = 4.42 + 7.19 + 17.01 + 19.27 = 47.89 kW
本题评分标准： 正确计算两种档位下阻力功率的给满分 12 分，计算错误扣 3 分。 仅正确计算一种档位下阻力功率的给 10 分，计算错误扣 3 分。 滚动阻力功率、空气阻力功率、坡度阻力功率、质量换算系数、加速阻力功率各
∑ δ 3 = 1+
IW mr 2
+
I
fiΒιβλιοθήκη 2 gi02ηT
mr 2
= 1+ 1.25× 4 1250× 0.302
+ 0.25× 4.082 ×1.412 × 0.9 = 1+ 0.044 + 0.066 = 1.11 1250× 0.32
2 档时加速阻力功率 Pj
=
δ 2mua 3600
a
=
1.11×1250 ×100 × 0.5 = 19.27 3600
注：评分标准：画出功率平衡图得 2 分，对总质量增加，空气阻力系数增加， 传动效率增加三项总分 5 分。主传动比 3 分
2、（10 分）试判断下面两图中，哪一种前悬架的外倾特性有利于不足转向，并 简要说明理由。
图 2.1
图 2.2
解：图 2.1 为双横臂悬架。车轮外倾倾斜方向与地面侧向反作用力相反，侧偏
该给加分奖励
三(12 分)、一辆跑车在 100km/h 速度时能以恒定的加速度（a=0.5m/s）爬 5％的 无限长坡，试确定该车在此车速下的阻力功率。已知：该车空气阻力系数 CD=0.32, 迎风面积 A=1.71m2,各档速比：i1=2.17,i2=1.41,i3=1.0，主减速比 i0=4.08,总传 动效率 0.9;空车质量 m0=1100kg,乘客二人的质量和 mu=150kg，滚动阻力系数 f=0.013, 该 车 发 动 机 飞 轮 的 转 动 惯 量 If=0.25kgm2, 每 个 车 轮 的 转 动 惯 量 为 1.25kgm2，车轮滚动半径 r=0.30m。汽车的最高车速是 180km/h（由发动机的最 高转速限制） 。
或 z = 1/ f ，（f＝1～10） q